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三相交流异步电动机维修入门转子绕组的故障及修理

三相异步电动机的转子主要有2 种结构形式:鼠笼式转子和绕线式转子。因其结构的差异,所产生的故障及修理方法有所不同。

第一节鼠笼式转子的故障及修理

鼠笼式转子的常见故障是笼条断裂和端环(转子两端的短路环)开裂,鼠笼式转子若发生笼条断裂或端环开裂,电动机在运行时会发生以下故障现象:电动机起动时,转矩比正常时小,无法带负载起动;电动机满负载运行时,转速比正常时低,并伴有噪声大、温升高及机身剧烈振动等现象。用钳形电流表测量电动机带负载运行时的工作电流,仪表指针有周期性摆动。引起鼠笼式转子笼条断裂和端环开裂的原因一般有:频繁起动、制动机正反转电动机,电动机超载运行及鼠笼制造工艺和材料有问题等。

—、鼠笼式转子故障的检查

三相鼠笼式异步电动机若出现上述故障现象,可拆解电动机,对转子进行检查,一般有3 种检查方法。

1、外部观察法

用肉眼或放大镜仔细观察裸露在转子外表面处的端环和笼条是否断裂。注意,一般在断裂处周围因过热会产生变色现象。另外,在铁心槽口附近较容易引起断裂.

2. 铁末显示检查法

将可调低压电源( 可用电焊机或自耦变压器二次输出端代替)与待检转子两端环相联接,如图6 - 1 所示,调整可调低压电源的电流或电压于最小值,闭合开关后逐渐调高电流或电压,使通过转子的电流迖到150-200 A 。将铁末撤在转子表面,观察转子表面铁末分布情况,完好转子的表面沿各铁心槽口均匀分布着铁末,若沿某一铁心槽口无铁末或铁末分布稀少,说明该处铁心槽内的笼条己断裂。

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用此法检査必须注意在低压电源与转子陴端环可靠连接后再接通电源,以免因接触电阻过大而产生连接处过热熔焊。此外,使用自耦变压器作电源时,要注意电源一次侧接线柱的正确联接,相线与零线不能接错。

3. 短路侦察器检査法

用短路侦察器对转子断条进行检奄,其操作安全性和有效性好,适用于专业电动机修理时对转子笼条断裂检査。

短路侦察器由阀组铁心线圈组成( 即一次铁心线圈和二次铁心线圈)。短路铁心可自行制作,按图6-2 所示形状,将0.35-0.5mm厚度的硅钢凡叠成厚度为70mm作一次和二次铁心,用W 1mm 高强度漆包线绕制2 个线圈(每线圈600匝),套装于一次铁心的两铁心柱上,并正串联接( 异极性端相连用遣0.9mm 漆包线在二次铁心横辄上绕制一线圈(2500匝)

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短路侦察器检查转子笼条断裂方法如下:

将转子搁放于一次铁心线圈上,接通电源,将二次铁心线圏与毫伏表连接,并对转子逐槽检测,如图6-3所示。正常时,各槽所测得的读数相差无几,若某槽所测得的读数与其他槽的读数相差很大,说明诙槽内的笼条已发生断裂。检测时要注意每次针对转子不同的槽检测时,二次铁心窗口与转子槽相对位置要保持一致。

二、鼠笼式转子故障的修理

鼠笼式转子修理方法因故障情况不同而不同,常用的修理方法有3种。

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1. 补焊法

对转子端环开裂或断裂在外表处,且开裂处数量不多的情况,可采用此法修理,具体方法如下:

( 1 ) 沿裂纹用凿或钻加工

成“ V ” 型沟槽6 若开裂在端环与笼条的连接处,可用较大的钻头钻透端环形成焊接工艺孔,如

图6 - 4 所示。

( 2 ) 用气焊补焊,将断裂处周围用气焰加热至450C左右,再进行补焊。焊条材料成分为; 适用于铸铝转子绕组的锡为63%,锌为33 % 铝为4%; 适用于铜转子绕组用纯铜。注意,在补焊时必须用焊料填满裂纹“ v”型槽或端环工艺孔。

(3)补焊后进行静平衡校验。将修补后的转子搁在两根纵横水平的圆钢上,转动转子于任意位置摆放,观察转子是否静止不动。若总是转向某一位置才能静出,则用橡皮泥在转子最高处粘结进行配重,直至转子能在任意位置静然后,在橡皮泥粘结处对称于轴中心位置钻削等重量的材料,重复校验,直到转子能在水平圆钢导轨上任意置静止。

2. 笼条部分更换法

当笼条断裂,断条数M 又不多,且断裂处在转子内部时,可采用此法。具体方法如下:

( 1 ) 用立式铣床将断条端部铣一缺口,露出槽形孔□

( 2 ) 用略小于笼条直径的深孔钻头沿断笼条槽钻穿。

( 3 ) 用与钴孔同直桮的轧制铝条打人钻孔内,其两端投出

端环约5 mm 。

( 4 ) 补焊、校平衡,方法与补焊法相同。

3. 总成更换法

对于断条较多、断于转子内部,且有现成的转子总成配件,配件成本又不高的,可采用更换转子总成。注意,更换的转子规格必须与原转子规格相同。

第二节绕线式转子的故障及修理

绕线式转子绕组常见的故障有:绕组接地、绕组断路及绕组短路引起绕组上述故障的原因除了与绕组本身故障有关,还与绕组端部并接头铜套、包扎带( 钢线)及集电环有关。由于绕线式转子绕组的结构和嵌线工艺与定子绕组基本相同,因此,对绕线式转户本身故障的修理方法可参照本书定子绕组故障修理。

相关章节的内容,此处不作赘述,本节仅对绕组其他相关部分的修理作介绍。

一、绕组端部并接头铜套幵焊故障检查与修理绕组端部并接头是通过铜奢与钎焊连接的,其连接强度有限,且转子是运动部件,若电动机运动环境不良会使并接头严重氧化腐烛,容易产生绕组端部并接头铜套开焊故障。

1. 绕组端部并接头开焊故陣的检查

拆下转子后先用陶眼观察并接头处,若发现有发黑或民铜绿,则有可能为并接头开焊。用电桥由集电环处测量相间电阻,当测出某两相阻值偏大后,保持电桥与绕组连接并用竹签或胶木签逐个撬触相关两相绕组并接头套,同时观察电桥指针变化。若在撬动某一并接头套时电桥指计偏向低阻值方向,则表示该并接头套内绕组接头接触不良,存在开焊故障。

2. 绕组端部并接头开焊故陣修理

在确定某并接头套开焊后,用两酮清洗开焊处表面的氧化层,用大功率( 300-500 W ) 电烙铁对并接头进行焊接,焊料尽可能采用高熔点焊锡,通常配方为:锡:20 %,铅78.5%,银:1.5%,焊剂可用松香末、酒精溶液。电烙铁焊头用锉刀锉成扁形,使之能插人两并接头套之间,焊接时注意在充分加热并接头套后要缓慢地送焊料,使焊料浸入套筒内并填满,如图6-5所示,焊接后要清理并接头套周围多余的锡滴,并涂刷绝缘漆或用缘绝带包扎,以防并接头套之间相互短路。

二、绕组端部绑扎带的故障与修理

为了防止转子绕组端部接头在电动机运转时受到机械损伤,一般绕线式电动机转子端部接头处都有钢线或无缔玻璃丝带绑扎. 对于用钢线绑扎的转子,若处于并接头与钢线之间的绝缘材料出现老化、脆裂脱落,有可能引起转子绕组短路另外,若绑扎的钢线接头开焊或因绝缘层收缩等使钢线发生移位、脱落和刮伤绕组,同样会造成绕组短路故障。绕组绑扎带出现故障后,一般应进行重新绑扎。

1. 钢线绑扎

绑扎前先检查绕组有无刮伤等损伤,并予以处理,用0.17mm 云母纸夹于两层青壳纸间,卷绕包于绕组端部外表处,

然后,可将转子夹装在车床上,用弹性强度不小于1, 57 X 10的八次方Pa且与原绑扎线直径相同的钢线进行包扎,如图6-6 所示。图中绑扎钢线夹紧器4 可固定在车床的刀架上。绑扎时,钢线保持一定的张力。不同直径钢线的张力见表6-1。绑扎区域沿圆周表面每隔20 mm 左右均匀放置铜片(事先搪好锡),待绑扎完毕将铜片朝里卷正,并连同绑扎线端头一并焊牢,如图6-7所示。注意:绑扎时绑扎肌数、宽度及排列应杉可能与原绑扎情况一致,绑扎迠缘应留出绝缘材料20-30 mm, 绑扎成型后,外径应小于转子铁心外径约5mm绑扎完成后,用兆欧表测试绕组与绑扎线间的绝缘电阻,其阻值应大于或等于5 Mn ,同时,应做转子静平衡校验。

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2, 无纬玻璃丝带绑扎

无纬玻璃丝带是一种有一定强度的绝缘性绑扎材料,一般自带有粘性。无纬玻璃丝绑带出现剥落后,可用相同规格的绑带(一般为聚酯无纬玻璃丝绑带,厚0.17 ,宽15mm 或25mm) 重新绑扎。绑扎工艺为:将转子绕组端头原绑带清除并用木锤进行整形,然后,将转子放人烘箱内,调节烘箱温度为80度烘烤1.5h,再取出转子绑扎绑带。注意绑扎时控制好绑扎带的张力,一般需达到300N 以上,绑扎厚度要大于1mm,最后,在绑扎处涂刷绝缘漆,并作烘干处理。

三、集电环的故障与修理.

集电环是转子绕组与电动机外部相连接的动连接点。因此,集电环的接地、环间短路或绕组、电刷与集电环连接或接触不良,皆会导致转子绕组接地、绕组间短路或断路故障。集电环的常见故障有:集电环外圆偏磨失圆及烧损;集电环松动;集电环短路等。

1. 集电环外圆偏磨失画及烧损修理

集电环表面烧损程度不严重,可用0号砂纸或油石沿圆周表面旋转打磨进行修复。若出现失圆或表面烧损严重,可夹于外圆磨床上,对其进行修磨。注意在磨削时集电环外圆与转子转轴同轴度的校正一般不超过0.05mm; 集电环表面磨削量不宜过多,一般要小于1mm,集电环修磨后表面粗糙度应达到R=0.8um。

2. 集电环松动的修理

集电环松动可在其圆周上均匀地加工3 个M 4 沉头螺孔

注意:要避开导电杆,螺孔不穿透绝缘衬套。用3 个M 4 铜质沉头螺钉将松动的集电环进行固定,并用铜焊将沉头蜾钉与集电环焊牢。最后,车磨集电环外圆,如图6-8所示。

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3.集成电路的检修

集电环发生短路故障时,首先应检查集电环周围是否堆积法了电刷磨损下来的粉末,若有,可用刷子刷清,并用汽油清洗。

其次用万用表或兆欧表检查集电坯对转子转轴的绝缘情况。若仍有短路现象,对于组装式集电环可将导电杆拆除,并断开集电环与绕组的连接,进一步逐个检杳集电环与转轴及集电环之间

的绝缘电阻,同时检查导电杆外部的绝缘管布无击穿烧损。若导电杆绝缘损坏可E 换相同规格的绝缘套管。若在拆除导电杆后集电环对转轴仍存在短路,则仔细检查集电孙侧面内径与绝缘套座有无破裂、烧焦的痕迹,并挖宽裂痕或挖除烧焦的痕迹,霞至用兆欧表测量无短路现象,再用环氧树脂注人挖去处并填平干固。对于塑料整体式集电环,出现短路故障后一般用新配件总成更换。



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